Способ получения n,n-ди(циклогексил)амида сорбиновой кислоты

 

Сущность изобретения: продукт - N, N-ди(циклогексил)амид сорбиновой кислоты. T. пл. = 75 - 79^oС (с разл.). Реагент 1: N,N-ди(циклогексил)-амин. Реагент 2: раствор хлорангидрида сорбиновой кислоты, полученный взаимодействием эквимольных количеств сорбиновой кислоты и тонилхлорида в среде органического растворителя в кислой среде. Условия реакции: в среде того же растворителя, выбранного из группы: гептан, гексан, бензол, при молярном соотношении хлорангидрида сорбиновой кислоты и N,N-ди(циклогексил)амина, равном 1 : 2,2, при постепенном добавлении амина.

Изобретение относится к химии получения амидов сорбиновой кислоты (транс, транс-2,4-гексадиеновой кислоты), в частности к получению N,N-ди(циклогексил)амида сорбиновой кислоты формулы (N Гос. регистрации 506976).

СН₃СН=СНСН=СНСОN(цикло-С₆Н₁₁)₂ (I) В дальнейшем изложении этот амид называется как дицамид. К настоящему времени синтезировано большое число амидов сорбиновой кислоты (I, с.53 и сл. ); некоторые из них находят широкое применение в медицинской практике (как аналептики, локальные анестетики, анальгетики, гермицидальные препараты) и в сельском хозяйстве (как фунгициды, протравители семян, гербициды, инсектициды, репеленты) (I, с.152-154). Получение амидов сорбиновой кислоты проводится в соответствии с технологией, широко используемой в органической химии, а именно путем взаимодействия хлорангидрида сорбиновой кислоты (в дальнейшем изложении именуется как ХАСК) с соответствующим амином. Так, например, заявлено [2] применение в качестве гербицидов и регуляторов роста растений амидов 2,4-гексадиеновой кислоты формулы Аr-Y-СН(R)СН=СНСН=СНСОN(R¹)₂, (II) где R=атом Н или группа СН₃; Y=атом О или атом двухвалентной S; R¹=атом Н, С₁-С₄-алкил, С₂-С₄-алкенил, С₂-С₄-алкинил, цикло-С₃-С₆-алкил, фенил, бензил; Аr=(не)замещенный фенильный, пиридильный, нафтильный, хинолиновый радикал или фенокси-фенильная или пиридилокси-фенильная группа.

Амиды формулы (II), как и эфиры или тиолэфиры, получают [2] из эфиров 2,4-гексадиеновой кислоты (преимущественно из метилового эфира) формулы (III) Причем известен способ [2] получения эфиров формулы (III), тогда как в отношении получения кислот формулы (IV), хлорангидрида формулы (V), эфиров формулы (VI), тиолэфиров формулы (VII) и амидов формулы (II) используют классические методы, широко применяемые в органической химии, эфиры формулы (III) могут быть превращены путем гидролиза в карбоновые кислоты формулы (IV), из которых в свою очередь могут быть получены галогенонгидридов формулы (V), способные к реакции со спиртами, тиолами или аминами с образованием соответственно эфиров формулы (VI), тиолэфиров формулы (VII) или амидов формулы (II), в том числе и N,N-ди(циклогексил)амида 5-арилокси- или 5-арилтио-замещенной 2,4-гексадиеновой кислоты формулы (II), где R¹цикло-С₆-алкил (прототип).

Наиболее распространенным классическим методом получения амидов 2,4-гексадиеновой кислоты и ее замещенных аналогов является взаимодействие хлорангидрида кислоты, например ХАСК, с амином (I, с.53 и сл.). В свою очередь ХАСК может быть получен общеизвестным методом с применением различных галогенирующих агентов, например SОСl₂, РОСl₃, РСl₅ или др. (I, с.49 и сл.). При этом мольное соотношение реагентов кислота:галогенирующий агент1:1 и более, ХАСК:амин=1:2 и более вторая молекула амина является акцептором НСl, выделяющегося в процессе реакции: RCOCl+2NHR¹₂ ___→ (RCO-NR¹₂+HCl) RCO-NR¹₂+RCONHR¹₂·HCl В качестве акцептора НСl может использоваться другой амин, например пиридин и др. третичные амины. То есть этим методом процесс фактически от начала и до конца реакции осуществляется в щелочной среде. Любым этим методом может быть получен как хлорангидрид 2,4-гексадиеновой кислоты, например ХАСК, так и прототип и заявляемый дицамид. Недостатком этого метода является обособленность стадий получения и выделения хлорангидрида кислоты, например ХАСК и целевого амида, например дицамида; фракционирование ХАСК при высоком вакууме, что значительно затрудняет ведение процесса в производственных условиях, при этом остается значительное количество кубовых остатков, подлежащих сжиганию.

С целью устранения этих недостатков, понижения энергоемкости процесса и улучшения агрегатного состояния целевого дицамида, предлагается новая модификация способа получения дицамида, заключающаяся в том, что к полученному путем взаимодействия сорбиновой кислоты (СК) и тионилхлорида (молярное соотношение реагентов 1:1) раствору (рН 1-2) хлорангидрида сорбиновой кислоты в органическом растворителе (гептан, гексан, бензол) прикапывают при перемешивании и температуре 20-30^оС N,N-ди(циклогексил)амин (ДЦГА), молярное соотношение реагентов СК:ДЦГА 1:2,2. Затем реакционную смесь при перемешивании нагревают до кипения и дают выдержку в течение 5-6 ч. После этого реакционную массу (рН 9-10) охлаждают до 18-20^оС. Таким образом по заявляемому способу на начальной стадии взаимодействия реагентов процесс осуществляется в кислой среде (в прототипе щелочной среде) с последующей нейтрализацией ее и затем защелачиванием по мере добавления амина. Образовавшийся при этом гидрохлорид исходного амина отфильтровывают. Осадок на фильтре гидрохлорид исходного амина промывают растворителем и направляют на регенерацию для повторного использования. Промывной фильтрат присоединяют к основному фильтрату (раствор дицамида в растворителе) и все вместе последовательно промывают водой (для удаления водорастворимых солей), 5%-ной соляной кислотой до рН 3-4 (для удаления невступившего в реакцию и избыточного количества исходного амина), снова водой до рН 7. Затем отгоняют растворитель при пониженном давлении (100-300 мм рт. ст. ) на водяной бане. Процесс отгона прекращают после отбора не менее чем 2/3 части первоначального количества растворителя, затем кубовый остаток в горячем виде при перемешивании сливают в емкость (кристаллизатор) и постепенно охлаждают при перемешивании и постоянном охлаждении. Строго следить за тем, чтобы при кристаллизации не было разогревания смеси.

Выход целевого дицамида составляет 53-57% считая на взятую в реакцию сорбиновую кислоту; содержание основного вещества составляет 98,3-99,8 (ГЖХ). Т_пл75-79^оС (разл.). Строение полученного амида доказано методом ЯМР¹³С и масс-спектрометрией: C- C- C--N C 166,75 (С-1), 121,67 (С-2), 141,55 (С-3), 130,74 (С-4), 136,26 (С-5), 18,60 (С-6); кольцо: 56,62 (С-1 ), 31,35 (С-26 ), 26,5 (С-35 ), 25,58 С-4 ); молекулярная масса: найдено 275, вычислено 275,44.

П р и м е р 1. Получение N,N-ди(циклогексил)амида сорбиновой кислоты в среде гептана.

Получение хлорангидрида сорбиновой кислоты (ХАСК).

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, капельной воронкой, термометром, мешалкой, водяным охлаждением и нагревом, загружают 33,6 г (0,3 г-мол) сорбиновой кислоты и 700 мл гептана. В полученную суспензию при постоянном перемешивании из капельной воронки прикапывают 35,75 г (0,3 г-мол) тионилхлорида; молярное соотношение реагентов 1:1. Температура при этом не должна повышаться свыше 50^оС. После загрузки расчетного количества хлористого тионила температуру в колбе поднимают до кипения растворителя и дают выдержку при этой температуре и перемешивании в течение 5-6 ч. По окончании выдержки реакционную массу охлаждают до 18-28^оС и отфильтровывают от непрореагировавшей кислоты. Фильтрат раствор хлорангидрида сорбиновой кислоты в растворителе (гептан) направляют на следующую стадию.

Получение N,N-ди(циклогексил)амида сорбиновой кислоты (дицамид).

В колбу загружают полученный выше раствор хлорангидрида сорбиновой кислоты в гептане. Затем при перемешивании прикапывают 119,66 г (0,66 г-мол) N, N-ди(циклогексил)амина (ДЦГА). Молярное соотношение ХАСК:ДЦГА составляет 1: 2,2. Прикапывание ДЦГА проводят медленно при температуре в реакционной массе не выше 30^оС. После загрузки расчетного количества ДЦГА температуру в реакционной массе повышают до кипения растворителя и дают выдержку при этом температуре и перемешивании в течение 6 ч. По истечении этого времени реакционную массу раствор дицамида в растворителе, а также не вступивший в реакцию избыток исходного амина, остатки гидрохлорида ДЦГА, соли сернистых соединений охлаждают до 18-20^оС и отфильтровывают гидрохлорид исходного амина ДЦГА. Гидрохлорид ДЦГА на фильтре промывают 2-3 раза растворителем и направляют на регенерацию. Промывной фильтрат присоединяют к основному фильтрату и затем все вместе последовательно промывают его водой и 5%-ной соляной кислотой до рН 3-4. Выпавший в последнем случае гидрохлорид ДЦГА отфильтровывают и направляют его на регенерацию. Фильтрат переносят в делительную воронку и разделяют слои: кислый водный слой направляют на нейтрализацию, а органический слой промывают водой до нейтральной реакции и отгоняют растворитель при пониженном давлении (100-300 мм рт.ст.), следя за тем, чтобы температура в реакционной массе не превышала 45-50^оС. Процесс отгонки прекращают после отбора не менее 2/3 части растворителя от загруженного первоначально в реакцию. Затем кубовый остаток переносят в кристаллизатор, снабженный термометром и мешалкой, и постепенно охлаждают до 5-7^оС, следя за тем, чтобы не было разогревания кристаллизирующейся массы. Выпавший при этом белый кристаллизирующийся продукт отфильтровывают, промывают на фильтре захоложенным растворителем и высушивают. Таким образом получают 39,7-43 г целевого амида, что составляет 48-52% от теории, считая на взятую в реакцию сорбиновую кислоту. Из фильтрата после отделения основного количества кристаллов дицамида при дальнейшем состоянии на холоде дополнительно выделяется 4,2-5,1 г или 5,1-6,2% целевого продукта. Таким образом общий выход целевого дицамида составляет 54,2-7,1% Содержание основного продукта составляет 98,7-99,8% (ГЖХ). Т_пл.=75-79^оС (разл.).

П р и м е р 2. Получение N,N-ди(циклогексил)амида сорбиновой кислоты в среде гексана.

Аппаратурное оформление процесса, количество загружаемых компонентов реакции и растворителя, получение, выделение и очистка целевого продукта то же, как в примере 1. Отличие состоит в том, что в качестве растворителя используют гексан вместо гептана.

Получают сразу 32,6 г (38,7% ) кристаллического дицамида и затем при дальнейшем стоянии на холоде в течение 2 сут получено еще 13 г (15,7%). Таким образом получено 45,6 г дицамида, что составляет 54,4% от теории, считая на взятую в реакцию сорбиновую кислоту; содержание основного вещества составляет 99,8% Т_пл.=76-78^оС (разл.).

П р и м е р 3. Получение N,N-ди(циклогексил)амида сорбиновой кислоты в среде бензола.

Аппаратурное оформление процесса, количество загружаемых компонентов реакции и растворителя, получение, выделение и очистка продукта то же, что и в примере 1. Отличие состоит в том, что в качестве растворителя используют бензол вместо гептана.

Получают сразу 24 г (29%) кристаллического дицамида и затем при дальнейшем стоянии на холоде в течение 5-7 дней получено еще 20 г (24,2%). Таким образом получено 44 г целевого дицамида, что составляет 53,2% от теории, считая на взятую в реакцию сорбиновую кислоту; содержание основного вещества составляет 98,3-99,63% Т_пл.=75-79^оС (разл.).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N,N-ДИ(ЦИКЛОГЕКСИЛ)АМИДА СОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ, отличающийся тем, что N, N-ди(циклогексил)амин подвергают взаимодействию с раствором хлорангидрида сорбиновой кислоты, полученным взаимодействием эквимолярных количеств сорбиновой кислоты и тионилхлорида в среде органического растворителя в кислой среде, и процесс ведут в среде того же органического растворителя, выбранного из группы: гептан, гексан, бензол, при молярном соотношении хлорангидрида сорбиновой кислоты и N, N-ди(циклогексил)амина 1 : 2,2 при постепенном добавлении амина.